DE19837434C2 - Automatic chemical analysis device - Google Patents
Automatic chemical analysis deviceInfo
- Publication number
- DE19837434C2 DE19837434C2 DE19837434A DE19837434A DE19837434C2 DE 19837434 C2 DE19837434 C2 DE 19837434C2 DE 19837434 A DE19837434 A DE 19837434A DE 19837434 A DE19837434 A DE 19837434A DE 19837434 C2 DE19837434 C2 DE 19837434C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reagent
- analysis device
- micropump
- holder
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1002—Reagent dispensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B43/00—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members
- F04B43/02—Machines, pumps, or pumping installations having flexible working members having plate-like flexible members, e.g. diaphragms
- F04B43/04—Pumps having electric drive
- F04B43/043—Micropumps
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/02—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations
- G01N35/025—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor using a plurality of sample containers moved by a conveyor system past one or more treatment or analysis stations having a carousel or turntable for reaction cells or cuvettes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
- G01N35/1009—Characterised by arrangements for controlling the aspiration or dispense of liquids
- G01N35/1016—Control of the volume dispensed or introduced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/11—Automated chemical analysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/11—Automated chemical analysis
- Y10T436/113332—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/11—Automated chemical analysis
- Y10T436/113332—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack
- Y10T436/114998—Automated chemical analysis with conveyance of sample along a test line in a container or rack with treatment or replacement of aspirator element [e.g., cleaning, etc.]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/11—Automated chemical analysis
- Y10T436/119163—Automated chemical analysis with aspirator of claimed structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10T436/25—Chemistry: analytical and immunological testing including sample preparation
- Y10T436/2575—Volumetric liquid transfer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine automatische chemische Analyseeinrichtung.The invention relates to a automatic chemical analyzer.
Aus der US 4,451,433 ist ein chemisches Analysegerät bekannt, das ein Pipettiersy stem zum dosierten Einbringen von Reagenzien aufweist, das eine Pumpe, ein Wählventil und eine Düse enthält. Durch Betätigen des einzigen Wählventils wer den die Auslaßkanäle bestimmter Reagenzienbehälter mit der Pumpe verbunden, die eine vorbestimmte Reagenzienmenge in die Probe im zuvor positionierten Reakti onsgefäß einführt.A chemical analysis device is known from US Pat. No. 4,451,433 that uses a pipetting system stem for metered introduction of reagents, which is a pump Selector valve and a nozzle contains. By operating the single selector valve who the outlet channels of certain reagent containers connected to the pump, the a predetermined amount of reagent in the sample in the previously positioned reaction onsgefäß introduced.
Aus der JP 63-131066 A ist ein automatisches Analysegerät mit einer Kolbenpumpe bekannt, bei dem sich die Bewegungsbahn eines Halters für Reagenzienbehälter mit der Bewegungsbahn einer Haltevorrichtung eines Reaktionsgefäßes schneidet. Eine Reagenzie wird von einem Drehkolben abgegeben, der in der Seitenwand des zuge ordneten Reagenzienbehälters integriert ist. Der Kolben wird von einem Gestänge mittels einer vor jedem Zyklus angekoppelten Antriebseinheit verschoben. Nach dem Ansaugen der Reagenzie wird der Kolben von einem Zahnrad um 180° ver dreht und dadurch die Ansaugöffnung verschlossen sowie eine Auslaßöffnung ge öffnet. Nachteilig sind ein übermäßiger Verbrauch an Reagenzien, die Notwendig keit von langwierigen Spülvorgängen, die Gefahr einer Vermischung von Spülflüs sigkeit mit den Reagenzien und auch die Möglichkeit der Bildung und Ablagerung von Rückständen.From JP 63-131066 A is an automatic analysis device with a piston pump known in which the path of movement of a holder for reagent containers with intersects the trajectory of a holding device of a reaction vessel. A Reagent is released by a rotary piston that is drawn into the side wall of the arranged reagent container is integrated. The piston is driven by a linkage shifted by means of a drive unit coupled before each cycle. To When the reagent is drawn in, the piston is turned by 180 ° by a gear wheel rotates and thereby closes the suction opening and an outlet opening ge opens. Disadvantages are excessive consumption of reagents that are necessary lengthy rinsing processes, the risk of mixing rinsing fluids liquid with the reagents and also the possibility of formation and deposition of residues.
Bei einer aus der US 5,173,741 bekannten automatischen Analyseeinrichtung sind langzylindrische Reaktionsbehälter in einer Reihe dicht hintereinander in einem Gliederbandförderer jeweils einzeln axial verschiebbar angeordnet, in dessen Unter trum die Reaktionsbehälter hängend transportiert werden und in dessen Obertrum die Reaktionsbehälter mit nach unten weisender Öffnung entleert und gespült wer den. Eine Vielzahl von Reagenzgefäßen ist in einer Reihe oberhalb der Bewegungs bahn der Reaktionsbehälter angeordnet und an Schienen nach links oder rechts be wegbar. Da sich die Reaktion der Reagenzie mit der Probe in den einzelnen Reakti onsbehältern während deren Transport in dem Obertrum der Gliederkette vollziehen muß, darf wegen der einzuhaltenden Reaktionszeiten die Transportgeschwindigkeit der Förderkette mit den Reaktionsbehältern nur gering sein, was die Durchsatzlei stung dieses bekannten Analysegerätes erheblich beschränkt. Dies gilt in besonde rem Maße, wenn eine Probe zuerst mit einer ersten Reagenzie analysiert wird und in einer zweiten daran anschließenden Stufe eine weitere Analyse mit einer zweiten Reagenzie erfolgt. In diesem Fall müßte für die zweite Stufe die Bewegungsrichtung der Reaktionsbehälter umgekehrt werden oder es wären zwei gesonderte Analyse einheiten erforderlich. Schließlich bereitet auch die Reinigung bzw. Sauberhaltung der verschiedenen Reaktionsbehälter erhebliche Probleme, da die verschiedenen Arten von Reaktionsflüssigkeit bzw. Reagenzien beim Auflaufen der einzelnen Re aktionsbehälter auf die bogenförmige Rutsche ausfließen und sich gegebenenfalls vermischen können.In an automatic analysis device known from US 5,173,741 long cylindrical reaction containers in a row close together in one Link conveyor individually arranged axially displaceable, in the lower the reaction vessels are transported hanging and in the upper run the reaction vessels with the opening facing down are emptied and rinsed the. A variety of test tubes are in a row above the movement the reaction vessel is arranged and on rails to the left or right moveable. Since the reaction of the reagent with the sample in the individual reacti ons containers during their transport in the upper strand of the link chain must, because of the reaction times to be observed, the transport speed the conveyor chain with the reaction containers only be small, which means the throughput stung this known analyzer significantly limited. This applies in particular rem when a sample is first analyzed with a first reagent and in a second subsequent stage, a further analysis with a second Reagent takes place. In this case the direction of movement would have to be for the second stage the reaction vessel can be reversed or there would be two separate analysis units required. Finally, cleaning or keeping clean also prepares of the different reaction vessels has significant problems since the different Types of reaction liquid or reagents when the individual Re flow out of the action container on the arched slide and if necessary can mix.
Ferner sind Membran-Mikropumpen zum Abgeben von geringen Flüssigkeitsmengen bekannt, die z. B. in Tintenstrahldruckern einge setzt werden. Eine solche Mikro-Membranpumpe enthält einen ersten Pumpenkörper mit leitfähigen gegeneinander elektrisch isolierten Elektroden, die mit einer Spannungs quelle verbunden sind. Ein zweiter Pumpenkörper weist eine innere Membran auf. In dem Hohlraum zwischen den beiden Pumpenkörpern befindet sich ein gesonder tes Fluid. Die Membran wird zum Ansaugen von Flüssigkeit durch statische Elek trizität und zum Abgeben der Flüssigkeit durch ihre Rückstellkraft verformt. Zu die sem Zweck hat die Membran eine relativ hohe Steifigkeit. Im Langzeitbetrieb erge ben sich unerwünschte Verringerungen der Fördermengen durch Materialermüdung der relativ teueren Membran.Diaphragm micropumps are also available for dispensing known from small amounts of liquid, the z. B. turned into inkjet printers be set. Such a micro diaphragm pump also includes a first pump body Electrodes electrically insulated from each other with a voltage source are connected. A second pump body has an inner membrane. There is a separate one in the cavity between the two pump bodies fluid. The membrane is used to suck up liquid through static elec tricity and deformed to release the liquid by its restoring force. To the The membrane has a relatively high rigidity for this purpose. In long-term operation there are undesirable reductions in delivery rates due to material fatigue the relatively expensive membrane.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein chemisches Analysegerät mit einem einfachen Reagenziendosiersystem zu schaffen, die einen geringen einstellbaren Verbrauch an Reagenzien und an Spülflüssigkeit ermöglicht und ohne häufige Demontage und Spülung betrieben werden kann.The object of the invention is to provide a chemical analyzer with a simple Reagent dosing system to create a low adjustable consumption Reagents and rinsing liquid enables and without frequent disassembly and Flushing can be operated.
Diese Aufgabe wird durch eine automatische chemische Analyseeinrichtung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by an automatic chemical analysis device with the features specified in claim 1.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Analyseeinrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.Appropriate refinements and developments of the analysis device are in the Subclaims specified.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schemati schen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following, exemplary embodiments of the invention are described using the schematic drawing explained in more detail. Show it:
Fig. 1a, 1b eine chemische Analyseeinrichtung in Frontansicht und in Draufsicht, Fig. 1a, 1b, a chemical analysis apparatus in front view and in plan view,
Fig. 2 eine teilgeschnittene Ansicht der wesentlichen Baugruppen der Analyse einrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 is a partial sectional view of the essential modules of the analyzer of Fig. 1,
Fig. 3 das Reagenzienzufuhrteil nach Fig. 2 in Draufsicht, Fig. 3, the reagent delivery part of Fig. 2 in top view,
Fig. 4 einen Axialschnitt einer Mikropumpe im Reagenzienzufuhrteil, Fig. 4 is an axial section of a micropump in the reagent supplying part,
Fig. 5 eine in der Analyseeinrichtung verwendbare Zahnradpumpe im Axial schnitt, Figure 5 cut. One usable in the analyzer gear pump in Axial,
Fig. 6 eine Ansicht eines Reagenzienzufuhrteils in einer anderen Ausführung, Fig. 6 is a view of a reagent supply portion, in another embodiment,
Fig. 7 einen Reagenzienbehälter, Fig. 7 shows a reagent container,
Fig. 8 bis 10 Ausführungen von Mikropumpen im Axialschnitt. Fig. 8 to 10 versions of micropumps in axial section.
Bei der in Fig. 1 bis 4 dargestellten Analyseeinrichtung ist ein Probenhalter 22 mit kreisförmig angeordneten Röhrchen 21 für Proben 20 mit einem Drehantrieb 23 auf einer Basis 12 angeordnet. Eine Pipettiereinrichtung 31 ist seitlich neben dem Pro benhalter 22 positioniert und weist eine Düse 32 zum Ansaugen einer Probe 20 aus ihrem Röhrchen 22, einen Antrieb 33 zum Anheben und Verdrehen der Düse 33 und eine nicht gezeigte Pumpe auf um die Probe in die Düse 32 einzusaugen und aus der Düse 32 abzugeben. Hierzu wird der Probenhalter 22 von einem Drehantriebsme chanismus 23 gedreht, um ein Röhrchen 22 unter der Düse 32 der Pipettiereinrich tung 31 zu positionieren.In the analysis device shown in FIGS. 1 to 4, a sample holder 22 with tubes 21 arranged in a circle for samples 20 with a rotary drive 23 is arranged on a base 12 . A pipetting device 31 is positioned laterally next to the sample holder 22 and has a nozzle 32 for sucking a sample 20 out of its tube 22 , a drive 33 for lifting and rotating the nozzle 33 and a pump, not shown, for sucking the sample into the nozzle 32 and dispense from the nozzle 32 . For this purpose, the sample holder 22 is rotated by a rotary drive mechanism 23 in order to position a tube 22 under the nozzle 32 of the pipetting device 31 .
Die Vielzahl von Reaktionsgefäßen 41 sind in einer als Drehteller 42 ausgebildeten Haltevorrichtung angeordnet. Jedes Reaktionsgefäß 41 taucht mit seinem Unterteil in eine Kammer 43 ein, die durch Wasserstrom auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. Die Reaktionsgefäße 41 werden von einem Antrieb 44 aufeinander folgend unter die Absenkposition der Düse 32 bewegt. Oberhalb des Drehtellers 42 sind ferner zwei gleich aufgebaute Reagenzieneinheiten 51 und 61 sowie eine Spül einrichtung 71 angeordnet. Ferner ist unmittelbar neben dem Drehteller 42 ein spektrales Meßelement 81 vorgesehen.The plurality of reaction vessels 41 are arranged in a holding device designed as a turntable 42 . Each reaction vessel 41 dips with its lower part into a chamber 43 which is kept at a constant temperature by the flow of water. The reaction vessels 41 are successively moved by a drive 44 below the lowering position of the nozzle 32 . Above the turntable 42 two identically constructed reagent units 51 and 61 and a rinsing device 71 are also arranged. Furthermore, a spectral measuring element 81 is provided directly next to the turntable 42 .
Die in den Fig. 2, 3 im einzelnen dargestellte Reagenzieneinheit 51 weist mehrere Reagenzienbehälter 52 in einem Reagenzienhalter 53, Mikropumpen 54 und einen Drehantrieb 55 für den Halter 53 auf. Im Reagenzienhalter 53 sind die Reagenzien behälter 52 in Umfangsrichtung um einen zentralen Stab 56 angeordnet. Die Anzahl an Membran-Mikropumpen 54 entspricht der Anzahl an Reagenzienbehälter 52. Die Mikropumpen 54 sind im unteren Teil des Reagenzienhalters 53 angeordnet. Jeder Reagenzienbehälter 52 hat eine Bodenöffnung 521 zum Anschluß an eine Saugöff nung 541 der zugehörigen Mikropumpe 54, wenn der Reagenzienbehälter 52 fest gegen den unteren Teil des Reagenzienhalters 53 angedrückt wird.The reagents unit 51 shown in Figs. 2, 3 in each comprises a plurality of reagent containers 52 in a reagent holder 53, micro pump 54 and a rotary drive 55 for the holder 53. In the reagent holder 53 , the reagent containers 52 are arranged in the circumferential direction around a central rod 56 . The number of membrane micropumps 54 corresponds to the number of reagent containers 52 . The micropumps 54 are arranged in the lower part of the reagent holder 53 . Each reagent container 52 has a bottom opening 521 for connection to a suction opening 541 of the associated micropump 54 when the reagent container 52 is pressed firmly against the lower part of the reagent holder 53 .
Jede Mikropumpe 54 hat eine vertikale Auslaßöffnung 542 zur Abgabe der Rea genzie. Die Reagenzienbehälter 52 tragen an einer Seitenfläche eine magnetische Codierung 522, deren Daten die Art der Reagenzie anzeigen. Ein magnetischer Codeleser 531 ist am Reagenzienhalter 53 in einer geeigneten Lage positioniert. Statt der magnetischen Codierung können auch andere geeignete Erkennungsmittel, z. B. Strichcodierungen, eingesetzt werden. Vom Codeleser 531 führen Signalleitun gen zu einer Verarbeitungseinheit 57, die mit einer Mikropumpensteuereinheit 58 verbunden ist. Der Reagenzienhalter 53 wird von einem Drehantrieb 55 gedreht.Each micropump 54 has a vertical outlet 542 for dispensing the reagent. The reagent containers 52 carry a magnetic coding 522 on one side surface, the data of which indicate the type of reagent. A magnetic code reader 531 is positioned on the reagent holder 53 in a suitable position. Instead of the magnetic coding, other suitable detection means, e.g. B. bar codes can be used. From the code reader 531 , signal lines lead to a processing unit 57 which is connected to a micropump control unit 58 . The reagent holder 53 is rotated by a rotary drive 55 .
Die Saugöffnung jeder Mikropumpe 54 kann mit einem Deckel zum Öffnen und Schließen der Verbindungsöffnung versehen sein, um zu verhindern, daß ein Rea genzienbehälter an die Saugöffnung der Mikropumpe 54 angeschlossen wird, wenn dessen Codierungsdaten nicht mit der Codierung der gerade benötigten Reagenzie übereinstimmen, die in dem Reagenzienbehälter 52 enthalten sein sollte.The suction opening of each micropump 54 can be provided with a lid for opening and closing the connection opening in order to prevent a reagent container from being connected to the suction opening of the micropump 54 if its coding data do not match the coding of the reagent currently required, which is shown in FIG should be contained in the reagent container 52 .
Bei dieser Anordnung müssen der Reagenzienhalter 53 und die Mikropumpe 54 nicht jedesmal gespült werden, wenn der Reagenzienbehälter 52 durch einen ande ren ersetzt wird.With this arrangement, the reagent holder 53 and the micropump 54 do not have to be rinsed each time the reagent container 52 is replaced with another one.
Die in Fig. 4 dargestellte Mikropumpe 54 hat ein Einlaßventil, eine Pumpenkammer 547, eine Membran 546, eine Schwingplatte 545 und ein Auslaßventil 544, die in dieser Reihenfolge von der Einlauföffnung zur Auslaßöffnung angeordnet sind. Die Schwingplatte 545 ist durch dargestellte Antriebssignalleitungen mit dem Mikro pumpensteuerteil 58 verbunden. Ein die abzugebende Reagenzienmenge kennzeich nendes Wechselstromsignal wird an den gegenüberliegenden Flächen der Schwing platte 545 vom Mikropumpensteuerteil 58 angelegt, das die Schwingplatte 545 mit einer der abzugebenden Reagenzienmenge entsprechenden Frequenz in Schwingun gen versetzt, die auf die Membran 546 übertragen werden.The micropump 54 shown in Fig. 4 has an inlet valve, a pump chamber 547 , a diaphragm 546 , a vibrating plate 545 and an outlet valve 544 , which are arranged in this order from the inlet opening to the outlet opening. The vibrating plate 545 is connected to the micro pump control part 58 by drive signal lines shown. An alternating current signal characterizing the amount of reagent to be dispensed is applied to the opposite surfaces of the vibrating plate 545 by the micropump control part 58 , which vibrates the vibrating plate 545 with a frequency corresponding to the amount of reagent to be dispensed, which are transmitted to the membrane 546 .
Die Wirkungsweise der beschriebenen Mikropumpe ist folgende.The operation of the micropump described is as follows.
Eine vorbestimmte Menge der Probe 20 wird aus einem der Teströhrchen 21 in die Düse 32 der Pipettiereinrichtung 31 gesaugt und in ein vom Antriebsmechanismus 33 positioniertes Reaktionsgefäß 41 eingeführt. Daraufhin wird dieses Reaktionsge fäß 41 zur Reagenzieneinführung durch Verdrehen des Drehtellers 42 mittels seines Antriebs 44 in die vorgegebene Übergabestellung bewegt.A predetermined amount of the sample 20 is drawn from one of the test tubes 21 into the nozzle 32 of the pipetting device 31 and introduced into a reaction vessel 41 positioned by the drive mechanism 33 . Thereupon this reaction vessel 41 is moved to the reagent introduction by rotating the turntable 42 by means of its drive 44 into the predetermined transfer position.
In der ersten Reagenzieneinheit 51 wird der Reagenzienhalter 53 gedreht, bis sich die Auslaßöffnung 542 einer bestimmten Mikropumpe 54 für diese Probe genau über dem Reaktionsgefäß 41 befindet. Sobald das Reaktionsgefäß 41 und die Aus laßöffnung 542 aufeinander ausgerichtet sind, wird die vorbestimmte Reagenzien menge in das Reaktionsgefäß 41 von der über den Steuerteil 58 angesteuerten Mi kropumpe 54 eingeführt. Wenn eine zweite Reagenzie zugesetzt werden soll, wird das Reaktionsgefäß 41 zur Auslaßöffnung der zweiten Reagenzieneinheit 61 be wegt, und der obengenannte Vorgang wiederholt.In the first reagent unit 51 , the reagent holder 53 is rotated until the outlet opening 542 of a specific micropump 54 for this sample is located exactly above the reaction vessel 41 . As soon as the reaction vessel 41 and the outlet opening 542 are aligned with one another, the predetermined amount of reagents is introduced into the reaction vessel 41 from the micro pump 54 controlled by the control part 58 . If a second reagent is to be added, the reaction vessel 41 is moved to the outlet opening of the second reagent unit 61 , and the above process is repeated.
Falls eine dritte und vierte Reagenzie hinzugefügt werden soll, wird der jeweilige Reagenzienhalter weitergedreht, und diese Reagenzien werden aus den so positio nierten Reagenzienbehältern in das Reaktionsgefäß 41 eingegeben. Nach der Zufuhr dieser Reagenzien beginnen Reaktionen der Reagenzien mit der Probe, und als Er gebnis erfolgt eine der Dichte einer Komponente entsprechende Färbung der Probe. Da das Ausmaß der Färbung der Dichte der Komponente entspricht, wird ein Ab sorptionsspektrum einer Probe im Reaktionsbehälter von dem spektroskopischen Meßelement 81 erfaßt und die Dichte der Komponente mengenmäßig bestimmt. Nach der Messung wird die Probe im Spülmechanismus 71 aus dem Reaktionsbe hälter 41 gesaugt und die Innenwand des Reaktionsgefäßes gespült.If a third and fourth reagent is to be added, the respective reagent holder is rotated further, and these reagents are introduced into the reaction vessel 41 from the reagent containers thus positioned. After the supply of these reagents, reactions of the reagents with the sample begin, and the result is a coloring of the sample corresponding to the density of a component. Since the extent of the coloring corresponds to the density of the component, an absorption spectrum of a sample in the reaction container is detected by the spectroscopic measuring element 81 and the density of the component is determined in terms of quantity. After the measurement, the sample is sucked out of the reaction container 41 in the rinsing mechanism 71 and the inner wall of the reaction vessel is rinsed.
Die in Fig. 4 gezeigte Mikropumpe 54 wird wie folgt betrieben: Zunächst wird ein Wechselstromsignal an beide Oberflächen der Schwingplatte 545 vom Mikropum pensteuerteil angelegt, wobei die Signaldauer derjenigen Frequenz entspricht, mit der die Schwingplatte 545 in Schwingung versetzt werden sollte. Dementsprechend verformt sich die Schwingplatte 545, um die Membran 546 in Schwingung zu ver setzen. Wenn die Membran sich nach unten verformt, dann wird das Einlaßventil 543 geöffnet, um die Reagenzie 523 in die Pumpenkammer 547 einzusaugen, und wenn die Membran dann nach oben schwingt, wird das Auslaßventil 544 geöffnet, um die Reagenzie 523 aus der Pumpenkammer 547 abzugeben. Die in den Reakti onsbehälter abgegebene Menge an Reagenzie ist proportional zur Schwingungsfre quenz der Schwingplatte 545 und wird durch die Frequenz des Erregungssignals vom Steuerteil 58 eingestellt.The micropump 54 shown in FIG. 4 is operated as follows: First, an AC signal is applied to both surfaces of the vibrating plate 545 by the micropump control part, the signal duration corresponding to the frequency with which the vibrating plate 545 should be vibrated. Accordingly, the vibrating plate 545 deforms to set the membrane 546 in vibration. When the membrane deforms downward, the inlet valve 543 is opened to draw the reagent 523 into the pump chamber 547 , and when the membrane then swings up, the outlet valve 544 is opened to discharge the reagent 523 from the pump chamber 547 . The amount of reagent released into the reaction vessel is proportional to the frequency of oscillation of the oscillating plate 545 and is set by the frequency of the excitation signal from the control part 58 .
Das Innenvolumen der Mikropumpe 54 kann auf weniger als 100 µl eingestellt wer den, wenn eine dünne Membran verwendet wird, die nach einem geeigneten Bear beitungsverfahren hergestellt wurde. Dementsprechend kann die Menge der Rea genzie, die nutzlos in der Mikropumpe verbleibt, auf weniger als 100 µl nach Ab schalten der Vorrichtung verringert werden. Da die Mikropumpen 54 im unteren Teil des Reagenzienhalters 53 angeordnet sind, kann die jeweilige Reagenzie ein fach nach unten ohne einen gesonderten Druckkopf auslaufen, so daß die Mikro pumpe einen einfachen Aufbau hat.The internal volume of the micropump 54 can be set to less than 100 µl if the thin membrane is used which has been produced by a suitable processing method. Accordingly, the amount of reagent that remains useless in the micropump can be reduced to less than 100 µl after switching off the device. Since the micropumps 54 are arranged in the lower part of the reagent holder 53 , the respective reagent can simply run down without a separate printhead, so that the micropump has a simple structure.
Die Zahnradmikropumpe nach Fig. 5 enthält zwei Zahnräder 548 in einer Pumpen kammer 547, die in Pfeilrichtung gedreht werden und eine Reagenzie 523 durch die Einlaßöffnung ansaugt. Die Reagenzie durchläuft Haltekammern 549 zwischen den Zahnrädern 548 und der Wand der Pumpenkammer 547, und wird aus der Auslaß öffnung abgeführt. Die Reagenzien 523 in den zwei Haltekammern 549 werden an der Auslaßöffnung miteinander vermischt, bevor sie abgegeben werden. Die Zahn räder 546 werden von einem Motor 581 gedreht, der von einem Motorsteuerteil 582 gesteuert wird.The gear micropump according to Fig. 5 comprises two toothed wheels 548 in a pump chamber 547, which are rotated in the arrow direction, and a reagent 523 sucks in through the inlet opening. The reagent passes through holding chambers 549 between the gears 548 and the wall of the pump chamber 547 , and is discharged from the outlet opening. The reagents 523 in the two holding chambers 549 are mixed together at the outlet opening before being dispensed. The gear wheels 546 are rotated by a motor 581 , which is controlled by a motor control part 582 .
In dieser Ausführung kann die Reagenzienmenge durch Einstellen des Drehwinkels der Zahnräder geändert werden. Da die Reagenzie in Schwerkraftrichtung abgege ben wird, ist kein gesonderter Druck erforderlich, so daß eine kleine und einfache Pumpe verwendet werden kann. Infolge der kleinen Pumpe verbleiben nur kleinste Reagenzienmengen in der Pumpenkammer, so daß die nicht genützten Restmengen nach dem Anhalten der Vorrichtung minimal sind.In this embodiment, the amount of reagent can be adjusted by adjusting the angle of rotation the gears are changed. Because the reagent is released in the direction of gravity ben, no separate printing is required, so that a small and simple Pump can be used. As a result of the small pump, only the smallest remain Amounts of reagent in the pump chamber so that the unused residual amounts after stopping the device are minimal.
Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind zum Verhindern von Wechselwirkungen zwischen Reagenzien je eine Mikropumpe 54 ausschließlich für je eine Reagenzie vorgesehen. Wenn die Reagenzienbehälter 52 in den Reagenzienhaltern 53 einge setzt sind, werden Daten, die die Art der Reagenzie im Reagenzienbehälter 52 ange ben, vom Codierungsleser 532 erfaßt. Im Verarbeitungselement 58 werden diese Daten mit Daten der zugeordneten Mikropumpe verglichen. Wenn diese Daten mit einander übereinstimmen, wird die Mikropumpe aktiviert. Wenn die Daten jedoch nicht übereinstimmen, wird ein Alarm ausgelöst und ein Signal an das Mikropum pensteuerteil 58 übertragen, um den Antrieb der Pumpen zu unterbinden. Dadurch kann eine Vermischung unterschiedlicher Reagenzien sicher verhindert werden.In this exemplary embodiment, too, one micropump 54 is provided exclusively for one reagent in order to prevent interactions between reagents. When the reagent containers 52 are inserted into the reagent holders 53 , data indicating the type of reagent in the reagent container 52 is detected by the code reader 532 . In processing element 58 , this data is compared with data from the assigned micropump. If these data match, the micropump is activated. However, if the data do not match, an alarm is triggered and a signal is transmitted to the micropump control part 58 to prevent the pumps from being driven. This reliably prevents the mixing of different reagents.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird eine falsche Verbindung zwischen einem Reagenzienbehälter 52 und der vorbestimmten Mikropumpen 54 sicher ver hindert. Ein Zapfen 524 ist in der Nähe eines Auslaßstutzens 521 am Boden des Reagenzienbehälters 52 in einer bestimmten Position vorgesehen. Eine Blindboh rung 543 ist neben der Saugöffnung 5 im Reagenzienhalter 53 in einer bestimmten Position ausgebildet, wobei die Positionen des Zapfens 524 und der Blindbohrung 543 aufeinander abgestimmt sind. Dementsprechend kann nur ein für eine spezielle Mikropumpe geeigneter Reagenzienbehälter angeschlossen werden und es wird verhindert, daß zwei verschiedene Reagenzien durch ein und dieselbe Mikropumpe hindurchströmen.In the embodiment of FIG. 7, an incorrect connection between a reagent container 52 and the predetermined micropump 54 is reliably prevented. A pin 524 is provided near an outlet port 521 on the bottom of the reagent container 52 in a certain position. A blind hole 543 is formed next to the suction opening 5 in the reagent holder 53 in a certain position, the positions of the pin 524 and the blind hole 543 being coordinated with one another. Accordingly, only one reagent container suitable for a specific micropump can be connected and two different reagents are prevented from flowing through one and the same micropump.
Zum Reinigen der Mikropumpen 54 kann Spülflüssigkeit nach Entfernen des Rea genzienbehälters in die jeweilige Mikropumpe eingeführt werden. Da die einzelnen Mikropumpen ausschließlich für gleiche Reagenzien verwendet werden, ist es nicht notwendig, nach jedem Analysevorgang eine Spülung vorzunehmen, was Spülflüs sigkeit, Zeit und Wartungsaufwand spart. To clean the micropumps 54 , rinsing liquid can be introduced into the respective micropump after removal of the reagent container. Since the individual micropumps are used exclusively for the same reagents, it is not necessary to rinse after each analysis process, which saves rinsing liquid, time and maintenance.
Bei der Ausführung nach Fig. 6 ist je eine Mikropumpe 54 unmittelbar auf dem Bo den jedes Reagenzienbehälters 52 angeordnet. Wenn der Reagenzienbehälter 52 in den Reagenzienhalter 53 eingesetzt wird, wird ein an der Außenwand des Reagenzi enbehälters 52 vorgesehener Signalanschluß 523 in Kontakt mit einem Signalan schluß 532 gebracht, der an der Innenwand des Reagenzienhalters 53 vorgesehen ist, so daß ein Antriebssignal für die jeweilige Mikropumpe übertragen werden kann. Der Signalanschluß 532 ist an das Steuerelement 58 angeschlossen. Ferner ist auf einem Teil des Signalanschlusses 523 eine Codierung angebracht, die eine be stimmte Reagenzie kennzeichnet, wobei die Daten in die Verarbeitungseinheit 57 eingegeben werden, wenn der Signalanschluß den Signalanschluß 532 kontaktiert. Der Reagenzienhalter 53 weist in seinem Boden relativ große Ausschnitte 533 auf um zu verhindern, daß der von der Pumpe abgegebene Reagenzienstrom behindert wird. Die vom Signalanschluß 532 abgelesenen Reagenziendaten werden in der Verarbeitungseinheit 57 mit dort gespeicherten Daten verglichen. Die am Reagenzi enbehälter 52 angebrachte Mikropumpe 54 startet auf ein Betriebssignal aus dem Steuerteil 58 und fördert die Reagenzie direkt aus dem Reagenzienbehälter 52 in das Reaktionsgefäß 41.In the embodiment according to FIG. 6, a micropump 54 is arranged directly on the bottom of each reagent container 52 . When the reagent container is inserted into the reagent holder 53 52 is a circuit on the outer wall of the Reagenzi enbehälters 52 provided signal terminal 523 in contact with a signal to put 532, which is provided on the inner wall of the reagent holder 53 so that a drive signal for the respective micropump can be transferred. The signal connection 532 is connected to the control element 58 . Furthermore, a coding is attached to part of the signal connection 523 , which characterizes a certain reagent, the data being input into the processing unit 57 when the signal connection contacts the signal connection 532 . The reagent holder 53 has relatively large cutouts 533 in its base in order to prevent the reagent stream emitted by the pump from being obstructed. The reagent data read from the signal connection 532 is compared in the processing unit 57 with data stored there. The micropump 54 attached to the reagent container 52 starts on an operating signal from the control part 58 and conveys the reagent directly from the reagent container 52 into the reaction vessel 41 .
Da bei dieser Ausführung die Reagenzie kein anderes Bauteil, wie z. B. den Rea genzienhalter, kontaktiert, ist jegliche Kontaminierung ausgeschlossen. Die Rea genzie im Reagenzienbehälter kann vollständig bis auf die in der Mikropumpe 58 verbleibende Restmenge verbraucht werden.Since in this version the reagent no other component, such as. B. the reagent holder contacted, any contamination is excluded. The reagent in the reagent container can be completely consumed except for the remaining amount in the micropump 58 .
Wie oben erwähnt, wird der Reagenzienhalter 53 mit den Reagenzienbehältern 52 vom in der Basis angeordneten Drehantrieb 55 angetrieben. Ein Antriebsmechanis mus kann im oberen Teil der Einrichtung vorgesehen sein, und gegebenenfalls den aufgehängten Reagenzienhalter antreiben. Der Reagenzienbehälter kann nicht nur Drehbewegungen, sondern auch Translationsbewegungen ausführen. In ähnlicher Weise können auch die Reaktionsgefäße auf geradlinigen Bahnen bewegt werden, wobei auch unterschiedliche Reaktionsgefäße nacheinander zur Reagenzieneinfüll stelle gebracht werden können.As mentioned above, the reagent holder 53 with the reagent containers 52 is driven by the rotary drive 55 arranged in the base. A drive mechanism may be provided in the upper part of the device, and may drive the suspended reagent holder. The reagent container can not only perform rotational movements, but also translational movements. In a similar way, the reaction vessels can also be moved on straight lines, it also being possible to bring different reaction vessels to the reagent filling point in succession.
Neben beiden Reagenzieneinheiten können in dieser Ausführungsform nur eine oder auch weitere Einheiten vorgesehen sein. In addition to two reagent units, only one or other units may also be provided.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Mikropumpe 54 wird die Pumpenkammer 547 von einem Deckelteil 201 und einem Zwischenteil 205 gebildet, und der Einlaß zur Pumpenkammer 547 besteht aus einer Einlaßöffnung 202 und einem im Deckelteil 201 ausgeführten Einlaßkanal 203. Ein Einlaßventil 543 ist am Zwischenteil 205 ausgebildet und dient als Widerstandselement. Eine Auslaßöffnung enthält einen im Deckelteil 201 ausgebildeten Auslaßkanal 20 und ein am Zwischenteil 205 ausge bildetes Auslaßventil 544, das als Widerstandselement dient.In the micropump 54 shown in FIG. 8, the pump chamber 547 is formed by a cover part 201 and an intermediate part 205 , and the inlet to the pump chamber 547 consists of an inlet opening 202 and an inlet channel 203 embodied in the cover part 201 . An inlet valve 543 is formed on the intermediate part 205 and serves as a resistance element. An outlet opening contains an outlet channel 20 formed in the cover part 201 and an outlet valve 544 formed on the intermediate part 205 , which serves as a resistance element.
Die Membran 546 wird von einer Baugruppe angetrieben, die aus einer ortsfesten Elektrode 211, einer beweglichen Elektrode 212, einem Druckzapfen 213, einer Ringnut 215 und einer im Zwischenteil 205 angeordneten Auslaßdüse 214 besteht. Das Deckelteil 210, das Zwischenteil 205, eine ortsfeste Elektrodentragplatte 210, die bewegliche Elektrode 212 und der Druckzapfen 231 sind zusammengefügt und bilden einen integrierten Körper.The membrane 546 is driven by an assembly consisting of a stationary electrode 211 , a movable electrode 212 , a pressure pin 213 , an annular groove 215 and an outlet nozzle 214 arranged in the intermediate part 205 . The cover part 210 , the intermediate part 205 , a stationary electrode support plate 210 , the movable electrode 212 and the pressure pin 231 are joined together and form an integrated body.
Die ortsfeste Elektrode 211 und die bewegliche Elektrode 212 sind durch eine Iso liermembran gegeneinander elektrisch isoliert. Diese Bauteile können z. B. durch Diffusionsfügung unter Benutzung einer dazwischenliegenden dünnen Metallfolie gefügt werden, durch eine oberflächenaktive Fügetechnik, durch Fügen mittels niedrigschmelzendem Glas mit zwischenliegender Bleiglasscheibe, durch eine An oden-Fügetechnik mit zwischenliegender Pyrex-Glasscheibe und durch eine Si- Fügetechnik unter Verwendung von Siliziumplatten mit oder ohne Siliziumoxidfil me zusammengefügt werden. Es können auch ähnliche Fügetechniken angewendet werden.The stationary electrode 211 and the movable electrode 212 are electrically insulated from one another by an insulating membrane. These components can e.g. B. by diffusion joining using an intermediate thin metal foil, by a surface-active joining technique, by joining using low-melting glass with an intermediate lead glass pane, by an anode joining technique with an intermediate Pyrex glass pane and by a Si joining technique using silicon plates with or can be joined together without silicon oxide films. Similar joining techniques can also be used.
Wenn eine Spannung an die gegeneinander isolierten Elektroden 211 und 212 ange legt wird, wird durch die erzeugte elektrostatische Kraft die bewegliche Elektrode 212 zur ortsfesten Elektrode 211 hin gezogen, wodurch der Druckzapfen 213 an der beweglichen Elektrode 212 die Membran 546 in eine Richtung drückt, in der das Volumen der Pumpenkammer 547 abnimmt. Durch den so erhöhten Innendruck in der Pumpenkammer 547 wird das Auslaßventil 544 im Auslaßkanal 20 geöffnet und Flüssigkeit aus der Auslaßdüse 214 abgegeben.When a voltage is applied to the mutually insulated electrodes 211 and 212 , the generated electrostatic force pulls the movable electrode 212 towards the stationary electrode 211 , whereby the pressure pin 213 on the movable electrode 212 pushes the membrane 546 in one direction, in which decreases the volume of the pump chamber 547 . Due to the increased internal pressure in the pump chamber 547 , the outlet valve 544 in the outlet channel 20 is opened and liquid is discharged from the outlet nozzle 214 .
Wenn die Spannung zwischen den Elektroden 211 und 212 unterbrochen wird, be wegt sich die Membran 546 durch ihre Rückstellkräfte in Gegenrichtung, wodurch das Volumen der Pumpenkammer 547 zunimmt. Der Innendruck in der Pumpen kammer 547 sinkt. Das Ventil 544 sperrt den Auslaßkanal 214 und das Einlaßventil 543 öffnet den Einlaßkanal 203. Somit strömt Flüssigkeit in die Pumpenkammer 547 durch die Einlaßöffnung 202. Durch Wiederholung dieser Vorgänge kann Flüssigkeit kontinuierlich gefördert werden.When the voltage between the electrodes 211 and 212 is interrupted, the membrane 546 moves in the opposite direction due to its restoring forces, whereby the volume of the pump chamber 547 increases. The internal pressure in the pump chamber 547 drops. Valve 544 closes outlet channel 214 and inlet valve 543 opens inlet channel 203 . Thus, liquid flows into the pump chamber 547 through the inlet opening 202 . By repeating these processes, liquid can be pumped continuously.
Die Eigenschaft des Einlaßventils 543 entspricht im wesentlichen der des Auslaß ventils 544, da beide Ventilglieder als Teil des Zwischenteils 205 ausgebildet sind, was die Herstellung entsprechend vereinfacht.The property of the inlet valve 543 corresponds essentially to that of the outlet valve 544 , since both valve members are formed as part of the intermediate part 205 , which simplifies the manufacture accordingly.
Die Nachteile herkömmlicher elektrostatischer Mikro-Membranpumpen, insbeson dere der niedrige Abgabedruck, werden vermieden und es kann Reagenzienflüssig keit auch in Reaktionsgefäße eingeführt werden, in denen ein gewisser Gasdruck herrscht. Durch Vorsehen der Ringnut 215 kann das Ansprechverhalten der Mem bran 546 verbessert werden, da sich der induzierte Widerstand zwischen der ortsfe sten Elektrode 211 und der Membran 546 verringert. Die von der Membran 546 bei jedem Vorgang geförderte Flüssigkeitsmenge kann sehr klein sein, so daß bei hoher Schwingfrequenz der Membran die gewünschte Fördermenge genau gesteuert wer den kann.The disadvantages of conventional electrostatic micro diaphragm pumps, in particular the low discharge pressure, are avoided and reagent liquid can also be introduced into reaction vessels in which there is a certain gas pressure. By providing the annular groove 215 , the responsiveness of the membrane 546 can be improved, since the induced resistance between the most stationary electrode 211 and the membrane 546 is reduced. The amount of liquid conveyed by the membrane 546 in each process can be very small, so that the desired delivery rate can be precisely controlled at a high oscillation frequency of the membrane.
Die Mikropumpe nach Fig. 9 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 8 dadurch, daß die Membran 546 in entgegengesetzter Richtung ausgebildet ist, wo durch sich die Pumpenkammer 12 verkleinert. Ein zentraler Vorsprung an der Membran 546 wird vom Druckzapfen 213 beaufschlagt.The micropump according to FIG. 9 differs from the embodiment according to FIG. 8 in that the membrane 546 is formed in the opposite direction, whereby the pump chamber 12 is reduced in size. A central projection on the membrane 546 is acted upon by the pressure pin 213 .
Flüssigkeit wird gefördert, wenn eine Spannung an die ortsfeste Elektrode 211 und die bewegliche Elektrode 212 angelegt und damit eine elektrostatische Kraft indu ziert wird, welche die bewegliche Elektrode 212 an die ortsfeste Elektrode 211 an zieht. Dementsprechend drückt der Druckzapfen 213 der beweglichen Elektrode 212 gegen die Membran 546 in Richtung einer Volumenverringerung der Pumpenkam mer 547. Der Innendruck in der Pumpenkammer 547 steigt und das Auslaßventil 544 im Auslaßkanal 204 öffnet, so daß Flüssigkeit aus der Abgabedüse 214 aus fließt. Wenn die Spannung zwischen der ortsfesten Elektrode 211 und der bewegli chen Elektrode 212 unterbrochen wird, wird die Membran 546 durch ihre Rück stellkraft in Gegenrichtung bewegt, wodurch das Volumen der Pumpenkammer 547 zunimmt. Durch den verminderten Innendruck in der Pumpenkammer 547 sperrt das Auslaßventil 544 den Auslaßkanal 204 und öffnet das Einlaßventil 543 im Einlaß kanal. Somit strömt Flüssigkeit in die Pumpenkammer 547 durch die Einlaßöffnung 202. Durch Wiederholungen dieser Vorgänge wird Flüssigkeit kontinuierlich geför dert. Auch bei dieser Ausführung wird ein ausreichend hoher Förderdruck erzielt, um flüssige Reagenzien in unter einem Gasdruck stehende Reaktionsgefäße zu för dern.Liquid is conveyed when a voltage is applied to the fixed electrode 211 and the movable electrode 212 and thus an electrostatic force is induced, which pulls the movable electrode 212 to the fixed electrode 211 . Accordingly, the pressure pin 213 of the movable electrode 212 presses against the membrane 546 in the direction of a reduction in volume of the pump chamber 547 . The internal pressure in the pump chamber 547 rises and the outlet valve 544 in the outlet channel 204 opens, so that liquid flows out of the dispensing nozzle 214 . When the voltage between the stationary electrode 211 and the movable electrode 212 is interrupted, the membrane 546 is moved in the opposite direction by its restoring force, whereby the volume of the pump chamber 547 increases. Due to the reduced internal pressure in the pump chamber 547, the outlet valve 544 closes the outlet channel 204 and opens the inlet valve 543 in the inlet channel. Thus, liquid flows into the pump chamber 547 through the inlet opening 202 . Repetition of these processes means that liquid is continuously pumped. In this embodiment, too, a sufficiently high delivery pressure is achieved in order to convey liquid reagents into reaction vessels under gas pressure.
Bei sehr kleinem Volumen der Pumpenkammer ist der Widerstand zwischen dem Deckelteil 201 und der Membran 546 relativ groß. Zur Verringerung des Wider stands ist eine breitere Ausnehmung im Deckelteil 201 ausgebildet, die der Mem bran 546 zugewandt ist. Zum Ansaugen von Flüssigkeit in die Mikropumpe kann die Membran 546 maßvoll bei einer Antriebsfrequenz von weniger als 1 Hz betrie ben werden.With a very small volume of the pump chamber, the resistance between the cover part 201 and the membrane 546 is relatively large. To reduce the resistance, a wider recess is formed in the cover part 201 , which faces the membrane 546 . To draw liquid into the micropump, the membrane 546 can be operated moderately at a drive frequency of less than 1 Hz.
Die Mikropumpe nach Fig. 10 unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 9 dadurch, daß der Widerstand des Einlaßventils 543 geringer ist als der des Auslaß ventils, während die Charakteristiken des Einlaßventils und des Auslaßventils beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 gleich sind. Ferner ist eine untere Platte 216 an der Außenseite der beweglichen Elektrode 212 vorgesehen, um die Elektrode zu schüt zen und das Absperren der Flüssigkeit im Ablaßteil zu verbessern.The micropump according to Fig. 10 differs from the embodiment according to Fig. 9 in that the resistance of the intake valve 543 is lower than that of the outlet valve, while the characteristics of the intake valve and the exhaust valve in the embodiment of Fig. 9 are the same. Furthermore, a lower plate 216 is provided on the outside of the movable electrode 212 to protect the electrode and improve the shut-off of the liquid in the drain part.
Die Wirkungen der unterschiedlichen Ventilwiderstände sind folgende: Wenn Flüs sigkeit in die noch mit einem Gas gefüllte Mikropumpe eingeleitet werden soll, kann das Einlaßventil nicht durch eine Membranauslenkung in der Pumpenkammer geöffnet werden, wenn die Widerstände der Einlaßöffnung und der Auslaßöffnung gleich sind. Dies bedeutet, daß keine Flüssigkeit in die Pumpenkammer einfließen kann. Aus diesem Grund ist der Widerstand des Einlaßventils 543 auf einen sehr kleinen Wert verringert, und das frei vorstehende Ventilglied des Einsatzventils 543 kann nicht in enge Berührung mit der Einlaßöffnung 202 gelangen, um einen Spalt hierzwischen beizubehalten, durch welchen die Flüssigkeit in die Mikropumpe von einem Niveau über der Einlaßöffnung 202 allein unter Wirkung der potentiellen Energie einströmen kann.The effects of the different valve resistances are as follows: If liquid is to be introduced into the micropump still filled with a gas, the inlet valve cannot be opened by a membrane deflection in the pump chamber if the resistances of the inlet opening and the outlet opening are equal. This means that no liquid can flow into the pump chamber. For this reason, the resistance of the inlet valve 543 is reduced to a very small value and the freely projecting valve member of the insert valve 543 cannot come into close contact with the inlet opening 202 to maintain a gap therebetween, through which the liquid into the micropump of one Level above the inlet opening 202 can only flow in under the effect of the potential energy.
Beim Start der Mikropumpe bleibt das Auslaßventil mit größerem Widerstand ge schlossen, bis die Flüssigkeit in die Mikropumpe eingefüllt ist und das Gas aus der Mikropumpe durch die Einlaßöffnung ausgeströmt und in der Pumpenkammer von der Flüssigkeit verdrängt worden ist. Ferner kann auch hier die Membran der Mi kropumpe beim Einleitvorgang mit einer relativ geringen Frequenz von weniger als 1 Hz betrieben werden.When the micropump starts, the outlet valve remains with greater resistance closed until the liquid is filled into the micropump and the gas from the Micropump flowed out through the inlet opening and in the pump chamber of the liquid has been displaced. Furthermore, the membrane of the Mi kropump during the introduction process with a relatively low frequency of less than 1 Hz can be operated.
Claims (11)
- - einem Probenhalter (22) mit Teströhrchen (21),
- - einem drehbaren Reagenzienhalter (53) zum Halten einer Vielzahl von Rea genzienbehältern (52),
- - einem drehbaren Reaktionsgefäß (42) zum Halten einer Vielzahl von Reakti onsgefäßen (41) und
- - je einer Mikropumpe (54) unter dem Bodenteil jedes Reagenzienbehälters (52),
- a sample holder ( 22 ) with test tubes ( 21 ),
- - A rotatable reagent holder ( 53 ) for holding a plurality of reagent containers ( 52 ),
- - A rotatable reaction vessel ( 42 ) for holding a plurality of reaction vessels ( 41 ) and
- a micropump ( 54 ) under the bottom part of each reagent container ( 52 ),
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22333497A JP3582316B2 (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Chemical analyzer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19837434A1 DE19837434A1 (en) | 1999-03-11 |
DE19837434C2 true DE19837434C2 (en) | 2001-05-17 |
Family
ID=16796537
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19837434A Expired - Fee Related DE19837434C2 (en) | 1997-08-20 | 1998-08-18 | Automatic chemical analysis device |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6599477B1 (en) |
JP (1) | JP3582316B2 (en) |
DE (1) | DE19837434C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004047822A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Scil Animal Care Company Gmbh | reagent |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6193933B1 (en) * | 1997-10-27 | 2001-02-27 | Hitachi, Ltd. | Automatic analysis apparatus |
JP3525757B2 (en) | 1998-09-18 | 2004-05-10 | 株式会社日立製作所 | Chemical analyzer |
FR2790681B1 (en) * | 1999-03-09 | 2001-05-11 | Biomerieux Sa | PUMPING DEVICE FOR TRANSFERRING AT LEAST ONE FLUID INTO A CONSUMABLE |
KR100332951B1 (en) * | 1999-08-11 | 2002-04-20 | 윤종용 | Apparatus for supplying quantitative chemical in semiconductor facilities |
DE10001116C2 (en) * | 2000-01-13 | 2002-11-28 | Meinhard Knoll | Device and method for the optical or electrochemical quantitative determination of chemical or biochemical substances in liquid samples |
KR100414157B1 (en) * | 2001-09-28 | 2004-01-13 | 삼성전자주식회사 | Apparatus for sampling a fluid sample and fluid analyzer having the same |
DE10308619B4 (en) * | 2003-02-27 | 2008-06-26 | Ruetz, Stefan | Device for dispensing an odorant or perfume |
DE502004006789D1 (en) * | 2004-11-25 | 2008-05-21 | Roche Diagnostics Gmbh | Device for analyzing samples |
TWM277170U (en) * | 2005-05-27 | 2005-10-01 | Joymax Electronics Co Ltd | Signal connector |
CN105121294B (en) * | 2013-03-13 | 2018-09-04 | 雅培实验室 | Keying lid for container and relative device and system |
USD881709S1 (en) | 2013-12-20 | 2020-04-21 | Abbott Laboratories | Bottle with cap |
USD881708S1 (en) | 2013-12-20 | 2020-04-21 | Abbott Laboratories | Bottle with cap |
USD886609S1 (en) | 2013-12-20 | 2020-06-09 | Abbott Laboratories | Bottle cap |
USD869276S1 (en) | 2013-12-20 | 2019-12-10 | Abbott Laboratories | Bottle cap |
CN104069906B (en) * | 2014-07-23 | 2016-01-27 | 烟台市牟平海联联合有限责任公司 | Liquid discharge device stablized by a kind of high pressure casing |
CN105004768B (en) * | 2015-02-09 | 2017-11-17 | 浙江工商大学 | Phenylthiourea concentration analysis device and method based on surface acoustic wave series resonator biology tongue |
CN105021670B (en) * | 2015-02-09 | 2018-08-07 | 浙江工商大学 | Cycloheximide concentration analysis device and method based on surface acoustic wave series resonator biology tongue |
CN105021666B (en) * | 2015-02-09 | 2018-03-09 | 浙江工商大学 | A kind of cycloheximide solution concentration detector and method |
KR20200040757A (en) * | 2017-07-07 | 2020-04-20 | 티꼬마뜨 오이 | Microfluidic devices |
CN108717118B (en) * | 2018-05-28 | 2020-11-10 | 中秀科技股份有限公司 | Tray assembly for fluorescence immunoassay analyzer and reagent card used in cooperation with same |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1983000932A1 (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-17 | Beckman Instruments Inc | Reagent storage and delivery system |
US4451433A (en) * | 1980-11-10 | 1984-05-29 | Hitachi, Ltd. | Automatic chemical analyzer |
EP0299662A2 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-18 | IL HOLDING S.p.A. | Liquid monitoring |
EP0431352A2 (en) * | 1989-11-21 | 1991-06-12 | Roche Diagnostics GmbH | Reagent storage and supply system for clinical analyzer |
US5173741A (en) * | 1990-07-20 | 1992-12-22 | Kabushiki Kaisha Nittec | Automatic analyzing device |
EP0556566A1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-25 | Roche Diagnostics GmbH | Apparatus for the metered supply of reagents |
EP0618426A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-05 | Roche Diagnostics GmbH | System for dosing of liquids |
DE4405004A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | Rossendorf Forschzent | Chemical micro-analyzer |
DE4422743A1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Torsten Gerlach | Micropump |
EP0703364A1 (en) * | 1994-09-22 | 1996-03-27 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for driving a micropump |
WO1996012561A1 (en) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Sippican, Inc. | Chemical detector |
EP0725267A2 (en) * | 1995-02-01 | 1996-08-07 | Forschungszentrum Rossendorf e.V. | Electrically controlled micro-pipette |
EP0753746A2 (en) * | 1995-07-14 | 1997-01-15 | AVL Medical Instruments AG | Reagent container adapted for a sample analyser |
DE19648695A1 (en) * | 1996-11-25 | 1997-06-19 | Vermes Mikrotechnik Gmbh | Device to automatically and continually analyse liquid samples |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4346056A (en) * | 1979-08-15 | 1982-08-24 | Olympus Optical Company Limited | Automatic analyzing apparatus |
JPH0217341Y2 (en) * | 1981-02-10 | 1990-05-15 | ||
JPH0786509B2 (en) * | 1985-06-18 | 1995-09-20 | 株式会社東芝 | Automatic chemical analyzer |
CH679555A5 (en) * | 1989-04-11 | 1992-03-13 | Westonbridge Int Ltd | |
DE4006152A1 (en) * | 1990-02-27 | 1991-08-29 | Fraunhofer Ges Forschung | MICROMINIATURIZED PUMP |
US5595707A (en) * | 1990-03-02 | 1997-01-21 | Ventana Medical Systems, Inc. | Automated biological reaction apparatus |
DE4143343C2 (en) * | 1991-09-11 | 1994-09-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Microminiaturized, electrostatically operated micromembrane pump |
US5232664A (en) * | 1991-09-18 | 1993-08-03 | Ventana Medical Systems, Inc. | Liquid dispenser |
JPH05293391A (en) | 1992-04-15 | 1993-11-09 | Fuji Electron Kk | Liquid dispenser |
JP3193443B2 (en) * | 1992-04-24 | 2001-07-30 | オリンパス光学工業株式会社 | Automatic analyzer |
JP3065820B2 (en) | 1992-10-07 | 2000-07-17 | 栄研化学株式会社 | Method and apparatus for collecting internal solution from plastic cylindrical container |
-
1997
- 1997-08-20 JP JP22333497A patent/JP3582316B2/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-08-18 DE DE19837434A patent/DE19837434C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-08-19 US US09/136,070 patent/US6599477B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4451433A (en) * | 1980-11-10 | 1984-05-29 | Hitachi, Ltd. | Automatic chemical analyzer |
WO1983000932A1 (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-17 | Beckman Instruments Inc | Reagent storage and delivery system |
EP0299662A2 (en) * | 1987-07-17 | 1989-01-18 | IL HOLDING S.p.A. | Liquid monitoring |
EP0431352A2 (en) * | 1989-11-21 | 1991-06-12 | Roche Diagnostics GmbH | Reagent storage and supply system for clinical analyzer |
US5173741A (en) * | 1990-07-20 | 1992-12-22 | Kabushiki Kaisha Nittec | Automatic analyzing device |
EP0556566A1 (en) * | 1992-01-30 | 1993-08-25 | Roche Diagnostics GmbH | Apparatus for the metered supply of reagents |
EP0618426A1 (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-05 | Roche Diagnostics GmbH | System for dosing of liquids |
DE4405004A1 (en) * | 1994-02-17 | 1995-08-24 | Rossendorf Forschzent | Chemical micro-analyzer |
DE4422743A1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Torsten Gerlach | Micropump |
EP0703364A1 (en) * | 1994-09-22 | 1996-03-27 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method and device for driving a micropump |
WO1996012561A1 (en) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Sippican, Inc. | Chemical detector |
EP0725267A2 (en) * | 1995-02-01 | 1996-08-07 | Forschungszentrum Rossendorf e.V. | Electrically controlled micro-pipette |
EP0753746A2 (en) * | 1995-07-14 | 1997-01-15 | AVL Medical Instruments AG | Reagent container adapted for a sample analyser |
DE19648695A1 (en) * | 1996-11-25 | 1997-06-19 | Vermes Mikrotechnik Gmbh | Device to automatically and continually analyse liquid samples |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
JP 6-117969 A, Vol.18 (1994) * |
JP 63-131066 A, in: Pat. Abst. of Jp. (1988) * |
Patents Abstr. of Japan: JP 5-293391 A, Vol.18 (1994) * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004047822A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-06 | Scil Animal Care Company Gmbh | reagent |
DE102004047822B4 (en) * | 2004-09-29 | 2007-04-05 | Scil Animal Care Company Gmbh | Reagent carrier and transport container with a reagent carrier |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19837434A1 (en) | 1999-03-11 |
JPH1164341A (en) | 1999-03-05 |
US6599477B1 (en) | 2003-07-29 |
JP3582316B2 (en) | 2004-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19837434C2 (en) | Automatic chemical analysis device | |
DE2341149C3 (en) | ||
DE102005019195B4 (en) | Chemical reaction cartridge | |
DE69226367T2 (en) | LIQUID DISPENSER | |
DE69231516T2 (en) | PROCESS AND APPARATUS FOR DETERMINING ANALYTES IN LIQUID SAMPLES | |
EP1344028B1 (en) | Pipette system and pipette array | |
DE3015051A1 (en) | METHOD FOR DELIVERING SAMPLES AND REAGENTS IN REACTION TUBES | |
DE102007010345B4 (en) | Method and device for calibrating and / or equilibrating single and multi-channel liquid handling devices | |
DE19944713C2 (en) | Chemical analyzer | |
DE602005001235T2 (en) | A microfluidic system and a treatment method | |
DE4314180C2 (en) | Device for transferring samples in an analysis device | |
EP2163902B1 (en) | Method and metering device for metering a fluid into a receptacle channel of a testing element for bodily fluid analysis | |
DE68905698T2 (en) | FLOW INJECTION ANALYSIS. | |
DE19909323B4 (en) | Fluid delivery device and automatic analyzer | |
DE2249173A1 (en) | AUTOANALYTIC WORK DEVICE | |
DE2537606C3 (en) | Arrangement for the automatic transport and injection of a liquid sample | |
DE2233913A1 (en) | DOSING DEVICE | |
DE68924879T2 (en) | Simplified sampling and distribution device for an automatic blood analyzer. | |
DE102008042071A1 (en) | Micro dosing pump | |
EP1295844A1 (en) | Mixed drinks dispenser | |
DE69022782T2 (en) | Self-filling anti-siphon, liquid flow system for methods and devices for particle analysis. | |
EP3600673B1 (en) | Method and a dosing device for contact dosing of liquids | |
DE2738023C2 (en) | Device for determining the radioactivity of labeled biopolymers | |
AT399230B (en) | DEVICE FOR SELECTIVE FEEDING OF AN ANALYZER | |
DE2265560C2 (en) | Device for preparing a number of physiological fluids for analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20120301 |